油膜浮动均载的完全平衡两级三环减速器的研究

 

博士研究生：辛绍杰

 

导师：李华敏教授

 

副导师：李向久教授

 

申请学位级别：工学博士

 

学科、专业：机械设及理论

 

所在单位：大庆职工大学

 

答辩日期：2002年6月

 

授予学位单位：哈尔滨工业大学

 

摘要

三环减速器是在渐开线少齿差行星传动的基础上开发的一种新型传动装置。由于其具有独特的原理和优越的性能，因此，有关三环减速器的问题研究得到了普遍重视。本文对三环减速器的研究文献进行分析和综述，为解决三环减速器振动大、内齿环板的载荷不均匀系数大、温升高和轴承使用寿命短等生产中迫切需要解决的问题，依据功率分流、平面机构平衡、油膜浮动均载减振和同步带缓冲及吸振原理，提出了一种具有圆弧齿同步带传动的完全平衡、均载减振，偏心相位差为180°的新型两级三环减速器，并对其完全平衡、均载减振等问题进行了理论和试验研究。
本文对三环减速器受力性能进行了研究，在三环减速器传动变形分析的基础上，改进了考虑高速轴的弯曲变形和内齿环板的拉压变形的三环减速器变形协调方程，并给出了变形协调方程中各系数的计算公式；建立了双轴输入式完全平衡三环减速器传动系统过约束超静定机构一多相并列平行双曲柄机构的受力分析模型，并给出了实例的计算结果。对比分析可得出：在传动技术参数相同的条件下，双轴输入式完全平衡三环减速器的受力性能最佳；环板偏心之间的相位差为180°的三环减速器的受力性能优于相位差为120°的三环减速器。

在两级三环减速器的油膜浮动均载减振机构的研究中分析了影响三环减速器性能的几种制造安装误差，结合三环减速器的实际工况，提出了一种适合三环减速器的油膜浮动均载机构：分析了三环减速器油膜浮动均载机理，导出了浮动量的关系式；提出了不同于一般滑动轴承的偏心转动和动载荷工况的油膜浮动两级三环减速器的流体动力润滑方程，建立了该工况下的三环减速器油膜浮动的流体动力学模型，为动力学研究奠定了基础；用多重网格方法计算了油膜浮动时的承载能力，结果表明：油膜浮动时的承载能力能够满足工作要求。

从平面机构平衡理论出发，本文提出了惯性力完全平衡三环减速器设计的理论依据和设计方案；对油膜浮动两级三环减速器进行了结构设计，设计了同步带和三环传动以及油膜浮动均载机构；分析了影响三环减速器性能的因素。

对三环减速器的振动性能进行了研究，分析了油膜浮动两级三环减速器的减振机理；依据振动理论，建立了油膜浮动两级三环减速器的耦合振动方程，并进行了求解。
提出了一种用于抽油机的两级三环减速器，建立了该减速器的振动模型，采用叠加原理将复杂的周期激励展成Fourier 级数，得到若干简谐激励，求得了动态响应。结果表明：用于抽油机的两级三环减速器振动性能较好。

对油膜浮动均载的两级三环减速器DQSH145 样机进行传动性能、匀系数和振动的试验研究。试验结果表明：样机具有较高的传动效率；载荷不均油膜浮衡效果明显，且使箱体振动明显降低。

关键词   三环减速器；油膜浮动均载机构；完全平衡；振动分析